脈狀流動地下水的淺層地溫測量調查方法

脈狀流動地下水的活動會引起很多地質災害，如山體滑坡、堤壩滲漏等。本項目針對淺層地溫測量法調查流動地下水脈的可行性、適用性、有效性及氣溫周期變化影響等問題進行研究，為調查地下水流活動引起的地質災害提供一個新的有效調查方法，并為地質災害防治提供科學依據(jù)。首先，研究淺層地溫方法調查地下水流的可行性、適用性。建立不同流動地下水脈模型，采用有限單元法正演模擬，研究表明，不同地下水脈對地溫場分布的影響不同，地溫場異常特點反映了地下水脈的分布特點，從理論上論證了淺層地溫測量法調查流動地下水可行性；并采用回歸統(tǒng)計法研究了淺層地溫法調查地下水脈的適用性。其次，研究氣溫周期性變化對地溫測量產(chǎn)生的影響。收集氣溫、不同深度地溫長期逐日監(jiān)測資料，采用頻譜分析、回歸統(tǒng)計法進行數(shù)據(jù)分析，研究氣溫周期性變化及傳播規(guī)律，消除氣溫周期性變化對地溫測量的影響。研究得到：地溫變化幅度隨深度作指數(shù)衰減，衰減系數(shù)與地表溫度周期、熱擴散率有關；得到了不同深度地溫與氣溫之間的線性統(tǒng)計關系；10m深處地溫年變幅度很小，20m深處地溫幾乎沒有年變化。1m、2m深處日變化很小，長春地區(qū)日變化影響深度為0.6m。最后，定量解釋方法及淺層地溫測量調查地下流動水脈有效性的研究。利用1m深地溫測量調查了吉林堤壩滲流水活動情況， 1m深地溫平面分布表明，有明顯的溫度異常區(qū)，與現(xiàn)場滲漏水位置基本吻合，能夠反映滲流分布，利用該調查方法研究滲流水活動取得理想的效果；進行了地下熱力管線的淺層地溫測量調查，溫度測量結果顯示，地溫場受到熱力管線中水流的影響發(fā)生異?，F(xiàn)象，異常特點準確反映了熱力管道的位置，規(guī)模，進一步驗證了方法有效性；針對湯原浩三提出利用1m深地溫場分布推斷地下水流的規(guī)模、埋深參數(shù)的定量解釋方法，進行深入研究，從理論及應用上驗證了該方法的有效性。對調查水庫滲漏的地溫數(shù)據(jù)進行了反演推斷，并根據(jù)推斷結果建立水路模型進行有限元模擬計算，基本實現(xiàn)擬合，驗證了解釋方法的合理性、有效性。 2100433B

調查顯示脈狀流動地下水的活動會引起很多地質災害，如山體滑坡、堤壩滲漏、管涌、隧道塌方等。當脈狀流動地下水與圍巖存在一定溫差時，通過熱交換將引起地下溫度場異常。淺層地溫測量調查法正是利用這一原理，通過淺層地溫測量，圈定異常部位，并通過反演解釋，判定流動地下水的埋深、路徑及規(guī)模等情況，為防治相關地質災害提供科學依據(jù)。本項研究通過野外調查，理論建模來研究地下水流脈與其所引起的地溫異常分布之間的定量關系，探討淺層地溫測量法調查脈狀流動地下水的可行性、適用性。為了得到精確反映脈狀流動地下水的溫度異常信息，必須消除地表氣溫周期變化干擾因素對淺層地溫場分布的影響。通過理論研究和野外實驗對氣溫變化對地溫的影響規(guī)律進行研究，并尋找合理的改正方法。研究反演分析方法，對研究成果進行定量解釋，推斷地下流動水脈的分布狀態(tài)，探討淺層地溫測量法調查地下水流脈的有效性。

淺層地下水，是指地表以下60米內的含水層。由于其埋深淺，未經(jīng)深層巖石過濾，水體極易被工廠排放的污水和農(nóng)田殘留的農(nóng)藥污染，飲用淺層受污染的地下水，會危害健康。淺層地下水，地質結構中位于第一透水層中、第一隔水層之上的地下水。由大氣降水、地表徑流透水形成，埋藏淺，更新較快，水質較差，水質與水量均受降水和徑流影響，典型代表為井水（非機井）。

項目開展淺層地下水多層多參數(shù)監(jiān)測關鍵技術研究。研制實用、有效的地下水多通道分層監(jiān)測傳感器與集中數(shù)據(jù)傳輸儀器，開發(fā)地下水分層監(jiān)測綜合信息管理系統(tǒng)；研發(fā)小口徑機動慣性泵采樣設備，研制便攜式地下水快速檢測儀器并集成野外測試工具箱；選擇典型地區(qū)開展應用示范，編制地下水監(jiān)測技術要求與工作規(guī)程，為地下水環(huán)境監(jiān)測提供技術支撐和裝備保障。,項目開展淺層地下水多層多參數(shù)監(jiān)測關鍵技術研究。研制實用、有效的地下水多通道分層監(jiān)測傳感器與集中數(shù)據(jù)傳輸儀器，開發(fā)地下水分層監(jiān)測綜合信息管理系統(tǒng)；研發(fā)小口徑機動慣性泵采樣設備，研制便攜式地下水快速檢測儀器并集成野外測試工具箱；選擇典型地區(qū)開展應用示范，編制地下水監(jiān)測技術要求與工作規(guī)程，為地下水環(huán)境監(jiān)測提供技術支撐和裝備保障。 2100433B

一、根據(jù)地面干濕程度判斷

在不同季節(jié)里，地面的溫度和干濕度與鄰近地區(qū)不同。春季融雪早，冬季結凍遲，夏季地面經(jīng)常潮濕，日曬后溫度升高慢，秋天常有水蒸氣上升，黃昏時地面很潮濕，冬天地面凍后裂縫中凝有霜的地方，往往有淺層地下水。對于局部地塊，四周土地開裂、發(fā)白，唯有中間一處潮濕不裂，說明該處有地下水。

二、根據(jù)動物活動和植物生長情況判斷

喜歡潮濕的昆蟲如青蛙、蝸牛聚集的地方，有馬藺、黃花、蘆葦叢生的地方，往往有水質良好的地下水。櫻桃樹和草發(fā)芽特別早，早天不枯梢，顏色特別嫩綠的地方可能有地下水。對某一片地，早時莊稼普遍枯黃，,唯獨一處生長茂盛；青草地內獨有一處特別蔥綠；大片的森林中獨有一處早發(fā)芽、晚落葉，都可能有淺層地下水。

三、根據(jù)地形地貌悄況判斷

一般在群山環(huán)繞的洼地，即人稱為“掌心地”和山腳潮濕、雨后常有水流的地方，有較多的地下水；在大山之間的山谷交叉點凹地處，不用深挖就可能有泉水，而且水較多；河流彎曲的地方，常可找到地下水源；在河流流量驟減的地段，其下游附近往往有地下潛流。反之，河水突然增加，在其上游不遠處一定有較豐富的地下水；在白砂土地區(qū)可以找出地下泉水。